自限温伴热带性能测试系统

　　随着聚合物基PTC(positive temperatur coe-fficient)材料的研究和开发，应用PTC材料制造的自限温伴热带(或加热电缆)在石油和化工等领域得到了广泛的应用m.自限温伴热带的性能测试是制造厂家和用户普遍关心的问题，它涉及到产品的质量控制和用户选型.对自限温伴热带，检测其性能是必不可少的环节，但是目前还没有一套成熟的设备可供测试，一般的性能检测还主要依赖于手工操表的方法.这种手工测试方法既影响了生产效率，同时在测量准确度上也不够高，一般测试的相对误差都高于2%.为了克服传统自限温伴热带的性能测试方法的不足，本文开发了检测自限温伴热带性能的自动测试系统.

　　1 自限温伴热带测试性能系统的硬件组成及其测试原理

　　1.1测试参数确定及硬件的组成

　　通常用户和制造厂家对自限温伴热带要测量的量有:起动电流、标称功率(10℃时单位长度的加热功率)以及其PTC效应(或阻温特性)等.而对PTC材料一般要测试其静态U-1特性、阻温特性、电压效应等.为了能够较全面地描述伴热带及PTC材料的性能，本测试系统兼顾伴热带和PTC材料各方面的特性，最终以温度、电源电压、发热功率作为基本测试参数.若电网电压比较稳定，可以不测电源电压.

　　为了评价产品质量的分散性，本测试系统可同时测量5个试样.整个测试系统由传感器部分、数据采集部分以及图形显示和数据处理部分.整体流程图如图1，其中传感器包括温度传感器、功率传感器和电压传感器;数据采集部分由数据采集卡AD7202来实现;数据处理和图形显示部分由计算机来完成.为了满足对不同的伴热带做对比实验的要求，本系统还提供了一个统一的测试环境，即制备了一个与外界环境隔热的箱体，里面放有5个金属杯，杯与杯之间有保温层.在实验开始前，在杯中装满水，调好温度(一般放人冰水混合物调到零摄氏度)取lm长的伴热带均匀地缠绕在金属杯的外壁，然后把它放人箱体中进行测试.

　　1.2温度测试原理电路

　　文中采用温度传感器AD590来实现温度测试，AD590是一个体积很小的集成模块，把它标有“十”和“一”的两个引脚接上两根导线以便与外围电路相连，然后把AD590放到一个套管里，再向套管里灌注导热良好的白刚玉粉末.AD590具有恒流源的特性，且其输出的电流值与温度对应的关系是:温度每升高1℃，电流值增加1}A，根据此特点，设计成如图2所示的摄氏温度测试电路.因为整个测试系统需测5个试样，图2所示部分仅为整个测温电路的五分之一，整个测温电路由一个lOV的基准电源AD581来提供其准电压，相当于5个测温电路共用一个基准电源，这样大大的降低了开发成本，同时在其中加了由集成运放LM 124组成的电压跟随器，这样既解决了不同测温部分之间的干扰问题，又解决了AD581容量不足的问题(LM 124后面只能接四个测温电路，剩下一个直接和AD581相联).其中电位器R:用于调整零点，Ra用于调整运放LF355的增益.考虑到自限温伴热带工作时的维持温度一般在0 }-150℃之间，而数据采集卡的输人范围一般是0 }- l OV，所以对温度测试电路的具体标定方法如下:在0℃时调整Rz，使输出Voi = 0 V，然后在150℃时调整Ra使Vo,=9V.如此反复调整多次，直至OC，Voi=OV; 150 C时，Vm=9V为止}z, a)(其它4路的标定方法相同).